កាលពីថ្ងៃទី 21 ខែសីហា សាស្រ្តាចារ្យ MA Cheng មកពីសាកលវិទ្យាល័យវិទ្យាសាស្រ្ត និងបច្ចេកវិទ្យានៃប្រទេសចិន (USTC) និងអ្នកសហការរបស់គាត់បានស្នើយុទ្ធសាស្រ្តដ៏មានប្រសិទ្ធភាពមួយដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហាទំនាក់ទំនងអេឡិចត្រូត-អេឡិចត្រូត ដែលកំណត់ការវិវឌ្ឍន៍នៃថ្ម Li-state ជំនាន់ក្រោយ។ អេឡិចត្រូតសមាសធាតុរឹង - រឹងបានបង្កើតវិធីនេះបង្ហាញពីសមត្ថភាពពិសេសនិងអត្រាដំណើរការ។
ការជំនួសអេឡិចត្រូលីតរាវសរីរាង្គនៅក្នុងថ្ម Li-ion ធម្មតាជាមួយនឹងអេឡិចត្រូលីតរឹងអាចកាត់បន្ថយបញ្ហាសុវត្ថិភាពបានយ៉ាងច្រើន ហើយអាចបំបែក "ពិដានកញ្ចក់" សម្រាប់ការកែលម្អដង់ស៊ីតេថាមពល។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ សមា្ភារៈអេឡិចត្រូតសំខាន់ៗក៏ជាវត្ថុរឹងផងដែរ។ ដោយសារទំនាក់ទំនងរវាងអង្គធាតុរឹងទាំងពីរគឺស្ទើរតែមិនអាចមានភាពស្និទ្ធស្នាលដូចរវាងវត្ថុរឹង និងអង្គធាតុរាវ នាពេលបច្ចុប្បន្ន ថ្មដែលផ្អែកលើអេឡិចត្រូលីតរឹង ជាធម្មតាបង្ហាញទំនាក់ទំនងអេឡិចត្រូត-អេឡិចត្រូលីតខ្សោយ និងដំណើរការពេញកោសិកាដែលមិនពេញចិត្ត។
សាស្ត្រាចារ្យ MA Cheng មកពី USTC ដែលជាអ្នកដឹកនាំការស្រាវជ្រាវបាននិយាយថា "បញ្ហាទំនាក់ទំនងអេឡិចត្រូត-អេឡិចត្រូលីតនៃថ្មរឹងមានលក្ខណៈដូចជាដុំដែកខ្លីបំផុតនៃធុងឈើ"។ "តាមពិតទៅ ប៉ុន្មានឆ្នាំមកនេះ អ្នកស្រាវជ្រាវបានបង្កើតអេឡិចត្រូតដ៏ល្អឥតខ្ចោះ និងអេឡិចត្រូលីតរឹងជាច្រើនរួចមកហើយ ប៉ុន្តែទំនាក់ទំនងមិនល្អរវាងពួកវានៅតែកំណត់ប្រសិទ្ធភាពនៃការដឹកជញ្ជូន Li-ion"។
ជាសំណាងល្អ យុទ្ធសាស្រ្តរបស់ MA អាចនឹងយកឈ្នះលើបញ្ហាប្រឈមដ៏ខ្លាំងនេះ។ ការសិក្សាបានចាប់ផ្តើមជាមួយនឹងការពិនិត្យអាតូមដោយអាតូមនៃដំណាក់កាលមិនបរិសុទ្ធនៅក្នុងគំរូមួយ អេឡិចត្រូលីតរឹងដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធ perovskite ។ ទោះបីជារចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់មានភាពខុសប្លែកគ្នាយ៉ាងខ្លាំងរវាងភាពមិនបរិសុទ្ធ និងអេឡិចត្រូលីតរឹងក៏ដោយ ពួកវាត្រូវបានគេសង្កេតឃើញដើម្បីបង្កើតជាចំណុចប្រទាក់ epitaxial ។ បន្ទាប់ពីការវិភាគរចនាសម្ព័ន្ធ និងគីមីលម្អិតជាបន្តបន្ទាប់ អ្នកស្រាវជ្រាវបានរកឃើញថា ដំណាក់កាលមិនបរិសុទ្ធ គឺមានលក្ខណៈជារចនាសម្ព័ន្ធជាមួយនឹងស្រទាប់អេឡិចត្រុង Li-rich ដែលមានសមត្ថភាពខ្ពស់។ នោះមានន័យថា អេឡិចត្រុងរឹងគំរូអាចបង្កើតគ្រីស្តាល់នៅលើ "គំរូ" ដែលបង្កើតឡើងដោយក្របខណ្ឌអាតូមិកនៃអេឡិចត្រូតដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ ដែលបណ្តាលឱ្យមានចំណុចប្រទាក់អាតូមស្និទ្ធស្នាល។
អ្នកនិពន្ធដំបូង LI Fuzhen ដែលបច្ចុប្បន្នជានិស្សិតបញ្ចប់ការសិក្សានៅ USTC បាននិយាយថា "នេះពិតជាការភ្ញាក់ផ្អើលមួយ" ។ "វត្តមាននៃភាពមិនបរិសុទ្ធនៅក្នុងសម្ភារៈគឺពិតជាបាតុភូតធម្មតាណាស់ ដែលជាទូទៅភាគច្រើននៃពេលវេលាដែលពួកវានឹងត្រូវគេមិនអើពើ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ បន្ទាប់ពីពិនិត្យមើលពួកវាយ៉ាងជិតស្និទ្ធ យើងបានរកឃើញអាកប្បកិរិយាដែលមិននឹកស្មានដល់នេះ ហើយវាបានបំផុសគំនិតដោយផ្ទាល់នូវយុទ្ធសាស្ត្ររបស់យើងសម្រាប់ការកែលម្អទំនាក់ទំនងរឹង"។
បើប្រៀបធៀបទៅនឹងវិធីសាស្រ្តចុចត្រជាក់ដែលត្រូវបានអនុម័តជាទូទៅ យុទ្ធសាស្រ្តដែលស្នើឡើងដោយអ្នកស្រាវជ្រាវអាចដឹងពីទំនាក់ទំនងដ៏ហ្មត់ចត់ និងគ្មានថ្នេររវាងអេឡិចត្រូតរឹង និងអេឡិចត្រូតនៅមាត្រដ្ឋានអាតូម ដូចដែលបានឆ្លុះបញ្ចាំងនៅក្នុងរូបភាពមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងដែលមានដំណោះស្រាយអាតូមិក។ (ផ្តល់ដោយក្រុមរបស់ MA)។
ទាញយកប្រយោជន៍ពីបាតុភូតដែលបានសង្កេត អ្នកស្រាវជ្រាវបានធ្វើឱ្យម្សៅអាម៉ូញ៉ូសប្រែជាដោយចេតនាជាមួយនឹងសមាសធាតុដូចគ្នានឹងអេឡិចត្រូលីតរឹងដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធ perovskite នៅលើផ្ទៃនៃសមាសធាតុស្រទាប់ដែលសំបូរទៅដោយ Li- ហើយបានដឹងពីទំនាក់ទំនងយ៉ាងម៉ត់ចត់ និងគ្មានថ្នេររវាងវត្ថុធាតុរឹងទាំងពីរនេះនៅក្នុងអេឡិចត្រូតផ្សំ។ ជាមួយនឹងបញ្ហាទំនាក់ទំនងអេឡិចត្រូត-អេឡិចត្រូលីតដែលត្រូវបានដោះស្រាយ អេឡិចត្រូតសមាសធាតុរឹង-រឹងបែបនេះបានផ្តល់នូវសមត្ថភាពអត្រាសូម្បីតែប្រៀបធៀបទៅនឹងអេឡិចត្រូតសមាសធាតុរឹង-រាវ។ សំខាន់ជាងនេះទៅទៀត អ្នកស្រាវជ្រាវក៏បានរកឃើញផងដែរ ប្រភេទនៃទំនាក់ទំនងរឹង-រឹង epitaxial នេះអាចទ្រាំទ្រនឹងភាពមិនស៊ីគ្នានៃបន្ទះឈើធំៗ ហើយដូច្នេះយុទ្ធសាស្ត្រដែលពួកគេស្នើឡើងក៏អាចអនុវត្តបានចំពោះអេឡិចត្រូតរឹង perovskite និងអេឡិចត្រូតស្រទាប់ផ្សេងទៀត។
MA បាននិយាយថា "ការងារនេះបានចង្អុលបង្ហាញទិសដៅដែលគួរស្វែងរក" ។ "ការអនុវត្តគោលការណ៍ដែលបានលើកឡើងនៅទីនេះចំពោះសម្ភារៈសំខាន់ៗផ្សេងទៀតអាចនាំឱ្យដំណើរការកោសិកាកាន់តែប្រសើរឡើង និងវិទ្យាសាស្រ្តគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍បន្ថែមទៀត។ យើងកំពុងទន្ទឹងរង់ចាំវា។"
អ្នកស្រាវជ្រាវមានបំណងបន្តការរុករករបស់ពួកគេក្នុងទិសដៅនេះ ហើយអនុវត្តយុទ្ធសាស្រ្តដែលបានស្នើឡើងចំពោះ cathodes ផ្សេងទៀតដែលមានសមត្ថភាពខ្ពស់ និងសក្តានុពលខ្ពស់។
ការសិក្សានេះត្រូវបានបោះពុម្ភផ្សាយនៅលើ Matter ដែលជាទស្សនាវដ្តីដ៏ល្បីល្បាញរបស់ Cell Press ដែលមានចំណងជើងថា "ទំនាក់ទំនងជិតស្និទ្ធអាតូមិករវាងអេឡិចត្រូលីតរឹង និងអេឡិចត្រូតសម្រាប់ថ្ម Li" ។ អ្នកនិពន្ធដំបូងគឺ LI Fuzhen និស្សិតបញ្ចប់ការសិក្សានៅ USTC ។ សហការីរបស់សាស្រ្តាចារ្យ MA Cheng រួមមានសាស្រ្តាចារ្យ NAN Ce-Wen មកពីសាកលវិទ្យាល័យ Tsinghua និងបណ្ឌិត ZHOU Lin មកពី Ames Laboratory ។
(សាលាគីមីវិទ្យា និងវិទ្យាសាស្ត្រសម្ភារៈ)
តំណភ្ជាប់ក្រដាស៖ https://www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(19)30029-3
ពេលវេលាផ្សាយ៖ ថ្ងៃទី ០៣ ខែ មិថុនា ឆ្នាំ ២០១៩